最新 交流调速-复习题-含答案
一单选
１直流电机与交流电机相比具有很多优点，下列哪项不是直流电机的特点？（B）
Ａ调速性能好Ｂ结构简单易维护
Ｃ调速控制方便Ｄ数学模型简单
２交流异步电机与直流电机相比具有很多优点，下列哪项不是它的优点？D
Ａ结构简单Ｂ机械结构牢固
Ｃ成本低廉Ｄ调速控制方便
３一般认为，当今最有发展前景的交流调速技术是？ C
Ａ调压调速 B 串级调速C变频调速 D 变极调速
4 和异步电机调速系统相比，下列哪项不是同步电机调速系统具有的优点？
A效率高 B 功率因数高C调速控制性能好D结构简单造价低
5 由旋转磁场理论，在空间上有位置差的三相绕组通以在时间上有相位差正弦交流电，会产生 B 的合成磁场
A脉振B旋转C恒定D 随机
6 电机运行中一旦绕组磁通达到饱和，不会出现的是 D
A引起过大的励磁电流B电机温度升高
C绕组绝缘层老化加速D电机陡然升速，出现飞车
7 异步电机变频调速中，保持U1=U1n=常数的控制方式一般在情况下使用
A B C D
8异步电机软起动的目的是限制起动过程中的 C
A起动电压B转速C起动电流D效率
9 有关电压源型变频器说法错误的是
A直流回路滤波环节为电容器
B输出电压波形为矩形
C直流侧可看作电压源
D再生制动较电流源型逆变器方便
10 有关梯形波PWM（TPWM）,一下说法错误的是C
A梯形波PWM调制中，三相逆变器调制信号使用的是梯形波
B梯形波PWM调制相对于正弦波PWM调制，逆变器输出电压的谐波成分变少
C 梯形波PWM调制中，载波信号不能采用常规的等腰三角波
D采用梯形波PWM调制的目的是使逆变器输出的电压波形等效梯形波
11 有关鞍形波PWM（SAPWM）,一下说法错误的是 C
A鞍形波PWM调制中，三相逆变器调制信号使用的是鞍形波
B鞍形波PWM调制克服了正弦波PWM调制下逆变器输出电压不足的问题
C鞍形波PWM调制中，载波信号不能采用常规的等腰三角波
D采用鞍形波PWM调制的目的是使逆变器输出的电压波形等效鞍形波
12电流跟踪型PWM调制中，电流调节器采用的是 C
A PI调节器
B PID调节器
C 滞环调节器
D P调节器
13 有关异步电机矢量控制理论，下列说法错误的是 D
A与三相坐标系A,B,C绕组等效的两相静止坐标系绕组通入的是交流电
B 与三相坐标系A,B,C绕组等效的两相旋转坐标系M,T绕组匝数通入的是直流电
C 两相静止坐标系绕组与两相旋转坐标系M,T绕组匝数相同
D 三相坐标系A,B,C绕组与两相旋转坐标系M,T绕组匝数相同
14 异步电机矢量变换中三相静止轴系的相绕组匝数和两相静止轴系绕组匝数之比为
A B C D
15 交流异步电动机直接转矩控制中不需要检测或计算的是 C A 定子磁链 B 定子电流 C 转子磁链 D 定子电压 16 有关无刷直流电机调速系统，一下说法错误的是 C A 无刷直流电机的转子为永磁式结构，产生梯形波的气隙磁通密度 B 无刷直流电机控制系统采用电子幻想取代了普通直流电机的机械换向 C 无刷直流电机的电枢电流为正弦波
D 无刷直流电机也称为方波永磁同步电机 二 简答
1 交流异步电动机的绕组电压方程式的矩阵形式
ψ
ψψψψψc
b a C B A c
b a C B
A
c
b a C B
A P r r r r r r i
i i i i i u
u u u u u +=2
02000000200000
1000000
10000001
写出各字母表示的物理含义。
2交流异步电动机的电磁转矩表达式为
]'201'
1[23)
()
(2
2
1
'
221X X
s
r f r U n T
r s
p e
+++=π
试说明 n
p
r 1
r '
s X 1 X '
20
f
1
各自代表的物理含义
3 交流异步电动机的磁链方程和转矩方程分别为：
i
T
L
M m
P 1
2
2
1+=
ψ
ψ2
1
i L L n T T r
m p
e
=
试说明
ψ
2
i
M 2
i T 1
n p
T
e
代表的含义，并说明此数学模型与直流电机数
学模型的相似之处
4 图1为两相静止坐标系和两相旋转坐标系电流矢量图，两种坐标下下的电流变换为：
i
i C i i T
M s
r 2=β
α
试推导出坐标变换阵
C
s
r 22
5 调压调速有什么缺点？调压调速通常用于什么场合下？
6 简述三相异步电机矢量控制的思想
7异步电机调压调速的机械特性曲线和风机类负载的机械特性曲线如图（图在课本P8）此风机负载在F 点能够稳定运行么 ？请给出分析
8 解释变频器的上限频率 下限频率 跳跃频率的含义，并说明设置他们的意义
9 转速反馈的闭环控制的异步电机调速系统原理图如图，首先说明各部分实现的功能
，欲实现无静差调速，ASR 应该采用什么类型的调节器？当负载突然增加时，为使电机转速稳定到给定转速，系统是如何自动调节的？ 三 分析题
1 已知异步电机转子磁链
ψ
2和转差角速度
ωs
的表达式
i T L M m P
1
2
2
1+=
ψ
)
(2
21
ψωL
T i
m
T s
=
并且
ωωω+=s
1
，试在图2的基础上完成定子磁链观测器的模型
2 画出电压型逆变电路带电机运行的原理图，并说明当逆变器中开关管采用180度导通控制方式下，逆变器的总开关状态s
s s s C
B
A
= 有几种情况（设=1时逆变器A 相上桥臂导
通 ，
=s
A
逆变器A 相的下桥臂导通，同理设定B,C 相）。已知逆变器直流侧电压为U ，
逆变器带三相异步电机运行到稳态后，电机相电压等效正弦波。分别写出100=S 110=S 状态下的电机定子电压空间矢量的空间相位角。已知电机定子电压空间矢量与定子三相电压
的关系式为：
).(32
3432e u e u u U
C B A s
π
π++=
3已知 三相异步电机的三相定子绕组电压可用下面的矩阵表示：
)
32sin )3
2sin sin 2((1111π
πωωω+-
=t t t
U U
U U C
B A
U
1为相电压有效值，如果忽略定子绕组的电阻，则电动机各相磁链值可由上式积分得到。
试证明电机运行中定子合成磁链矢量ψ的终端形成圆形轨迹，半径为
f
U 1
1
23π
4 已知三相异步电机直接转矩控制的核心问题之一是如何根据电机三相电压和三相电流观
测定子磁链
ψ
α1
ψ
β1
和电磁转矩
T
e
，已知定子磁链和电磁转矩的表达式为：
dt
i r u ?-=)(1111
αααψ
dt
i r u ?-=)(1111
βββψ )(1
1
1
1
ψψβ
ααβi i n T p
e
-=
试画出定子磁链和电磁转矩的观测模型结构图 5 已知三相异步电机定子三相绕组供电电压为
u
A
u
B
u
C
，试证明电机定子电压空间
矢量与定子三相电压的关系式为).(32
3432e u e u u U
C B A s
π
π++=
12交流调速系统复习题
交流调速系统 一判断题 1交—交变频器的输出频率低于输入频率。（） 2普通VVVF变频器可以直接突加转速给定起动。（） 3转差频率控制的转速闭环异步电动机变频调速系统实际动静态性能达到直流双闭环调速系统的水平。（） 4 SVPWM控制方法的直流电压利用率比一般SPWM提高了15%。（） 5串级调速系统的容量随着调速围的增大而下降。（） 6交流调压调速系统属于转差功率回馈型交流调速系统。（） 7普通串级调速系统是一类高功率因数低效率的仅具有限调速围的转子变频调速系统。（） 8串级调速系统能够实现电气制动。（） 9交流调压调速系统属于转差功率不变型交流调速系统。（） 10计算转子磁链的电压模型更适合于中、高速围，而电流模型能适应低速。 11SVPWM以圆形旋转磁场为控制目标，而SPWM以正弦电压为控制目标。（） 12 转差频率矢量控制系统没有转子磁链闭环。（） 13 异步电动机VVVF调速系统中速度给定信号可以是阶跃信号。（） 14气隙磁链是定子、转子通过气隙相互交链的那部分磁链。（） 15 在串级调速系统故障时，可短接转子在额定转速下运行，可靠高。（） 16 永磁同步电机可以用VVVF变频器构成调速系统。 8永磁同步电动机自控变频调速中，需增设位置检测装置保证转子转速与供电频率同步。（√） 10同步电动机只需改变定子频率就可调节转速，不必采用VVVF控制。（Ⅹ）12SVPWM输出电压比SPWM高出15%，即直流电压的利用率高。（√） 14异步电动机的状态方程至少是一个5阶系统。（√） 二选择题 1带二极管整流器的SPWM变频器是以正弦波为逆变器输出波形，是一系列的（）矩形波。 A 幅值不变，宽度可变 B 幅值可变，宽度不变 C 幅值不变，宽度不变 D 幅值可变，宽度可变
交流调速技术模拟试题5答案
西电网院《交流调速技术》模拟试题5 考试时间_90_分钟闭卷试卷编号____________ 姓名_________ 学号____________ 班级____________ 一、判断题(10分每题1分) （对√、错×） ( × )1. PWM脉宽调制型变频，是靠改变脉冲频率来控制输出电压。 ( √ )2. 起重机属于恒转矩类负载。 ( √ )3. 变频器矢量控制模式下，一只变频器只能带一台电动机。 ( √ )4. 直接转矩控制是直接分析交流电动机的模型，控制电动机的磁链和转矩。 ( √ )5. 变频器基准频率也叫基本频率 ( √ )6. 起动频率是指电动机开始起动的频率。 ( √ )7. PID控制是闭环控制中的一种常见形式。 ( √ )8.变频器内部装有冷却风扇上下左右与相邻的物品和挡板必须保持足够的空间。 ( × )9.变频器与电动机之间的连接线越长越好。 ( √ )10.风机变频调速参数设置，上限频率不应超过额定频率。 二、选择题（共10题，每题2分，共20分） 1. 9、对电动机从基本频率向上的变频调速属于（A）调速。 A：恒功率B：恒转矩 C：恒磁通D：恒转差率 2．下列哪种制动方式不适用于变频调速系统（ C ）。 A：直流制动B：回馈制动 C：反接制动D：能耗制动 3．变频器种类很多，其中按滤波方式可分为电压型和（A）型。 A：电流B：电阻 C：电感D：电容 4．目前，在中小型变频器中普遍采用的电力电子器件是（D ）。 A：SCR B：GTO C：MOSFET D：IGBT 5．变频器常用的转矩补偿方法有：线性补偿、分段补偿和（ B ）补偿。 A：平方根 B ：平方率 C：立方根D：立方率 6．变频调速过程中，为了保持磁通恒定，必须保持（ C ）。 A：输出电压U不变B：频率f不变 C：U/F不变D：U·f不变 7. 对电动机从基本频率向上的变频调速属于（ A ）调速。 A.恒功率 B.恒转矩 C.恒磁通 D.恒转差率 8．三相异步电动机的转速除了与电源频率、转差率有关，还与（ B ）有关系。
长安大学交流调速课程设计
长安大学交流调速课程设计
一．摘要 变频调速是一种新兴的技术，将变频调速技术用于供水控制系统中,具有高效节能、水压恒定等优点。随着社会经济的发展，绿色、节能、环保已成为社会建设的主题。对于一个城市的建设，供水系统的建设是其中重要的一部分，供水的可靠性、稳定性、经济性直接影响到居民的生活质量。近年来，随着自动化技术、控制技术的发展，以及这些技术在供水系统的应用，高性能、高节能的变频恒压控制的供水系统已成为现在城市供水管理的必然趋势。本次课程设计采用CPM1A PLC控制器结合富士变频器控制两台水泵的各种转换，实现变频恒压供水系统的功能，并且实现故障转换与报警等保护功能，使得系统控制可靠，操作方便。 二．设计要求 一楼宇供水系统，正常供水量为30m3/小时，最大供水量40m3/小时，扬程24米。采用变频调速技术组成一闭环调节系统，控制水泵的运行，保证用户水压恒定。当用水量增大或减小时，水泵电动机速度发生变化，改变流量，以保证水压恒定。 要求设计实现： ⑴设二台水泵。一台工作，一台备用。正常工作时，始终由一台水 泵供水。当工作泵出现故障时，备用泵自投。 ⑵二台泵可以互换。 ⑶给定压力可调。压力控制点设在水泵出口处。
⑷具有自动、手动工作方式，各种保护、报警装置。采用OMRON CPM1A PLC、富士变频器完成设计。 三．方案的论证分析 传统的小区供水方式有： ⑴恒速泵加压供水方式 该方式无法对供水管网的压力做出及时的反应，水泵的增减都依赖人工进行手工操作，自动化程度低，而且为保证供水，机组常处于满负荷运行，不但效率低、耗电量大，而且在用水量较少时，管网长期处于超压运行状态，爆损现象严重，电机硬起动易产生水锤效应，目前较少采用。 ⑵气压罐供水方式 气压罐供水具有体积小、技术简单、不受高度限制等特点，但此方式调节量小、水泵电机为硬起动且起动频繁，对电器设备要求较高、系统维护工作量大，而且为减少水泵起动次数，停泵压力往往比较高，致使水泵在低效段工作，也使浪费加大，从而限制了其发展。 ⑶水塔高位水箱供水方式 水塔高位水箱供水具有控制方式简单、运行经济合理、短时间维修或停电可不停水等优点，但存在基建投资大，占地面积大，维护不方便，水泵电机为硬起动，启动电流大等缺点，频繁起动易损坏联轴器，目前主要应用于高层建筑。 综上所述，传统的供水方式普遍不同程度的存在浪费水力、
2012春交直流调速系统复习练习题
复习练习题 一、 选择题 1．对于直流电动机调速系统，使机械特性平行移动的调速方式是（ ） A. 电枢回路串电阻 B. 变电枢电压 C. 弱磁 D. 变频 2．转速单闭环直流调速系统与转速开环调速系统相比，在同一理想空载转 速的条件下，其静差率将（ ） A. 增大 B. 不变 C. 减小 D. 不确定 3．转速、电流双闭环直流调速系统，ASA 、ACR 均采用PI 调节器，在电动机 起动期间，保持恒定转距升速的阶段是（ ） A. 电流上升阶段 B. 恒流升速阶段 C. 转速调节阶段 D. 不确定 4. 采用H 型桥式斩波电路的PWM 调速系统，当转速为0时,元件导通的占空比是( ) A. 5.0>ρ B. 5.0<ρ C. 10<<ρ D. 5.0=ρ 5. 产生SPWM 波形的方法中，计算量最小的方法是( ) A. 等面积法 B. 自然采样法 C. 规则采样法 D. 自然采样法和规则采样法 6. 只适用于高速段的数字测速方法是( ) A. M 法 B. M/T 法 C. T 法 D. T 法和M 法 7.异步电动机的三相定子电流,通过2/3C 的变换,得到的是( ) A. 静止坐标下的两相转子电流 B. 静止坐标下的两相定子电流 C. 旋转坐标下的两相转子电流 D. 旋转坐标下的两相定子电流 8．异步电动机变频调速时人为机械特性为直线的条件是（ ）。 A ．C U =11/ω B.C m =Φ C.C E =11/ω D.C E r =1/ω 9. 电机坐标变换所依据的最基本的原则是（ ）。 A ．能量等效 B. 绕组等效 C. 磁动势等效 D. 转矩等效 10．转速、电流双闭环直流调速系统中，电流调节器输出限幅值决定（ ）。
《交流调速系统》课后习题答案
《交流调速系统》课后习题答案 第5章闭环控制得异步电动机变压调速系统 5-1异步电动机从定子传入转子得电磁功率中，有一部分就是与转差成正比得转差功率根据对处理方式得不同，可把交流调速系统分成哪几类？并举例说明。 答:从能量转换得角度上瞧，转差功率就是否增大，就是消耗掉还就是得到回收，就是评价调速系统效率高低得标志。从这点出发，可以把异步电机得调速系统分成三类。 1）转差功率消耗型调速系统：这种类型得全部转差功率都转换成热能消耗在转子回路中降电压调速、转差离合器调速、转子串电阻调速都属于这一类。在三类异步电机调速系统中，这类系统得效率最低，而且越到低速时效率越低，它就是以增加转差功率得消耗来换取转速 得降低得（恒转矩负载时）。可就是这类系统结构简单，设备成本最低，所以还有一定得应用价值。 2）转差功率馈送型调速系统：在这类系统中，除转子铜损外，大部分转差功率在转子侧通过变流装置馈出或馈入，转速越低，能馈送得功率越多，绕线电机串级调速或双馈电机调速属于这一类。无论就是馈出还就是馈入得转差功率，扣除变流装置本身得损耗后，最终都转化成有用得功率，因此这类系统得效率较高，但要增加一些设备。 3）转差功率不变型调速系统：在这类系统中，转差功率只有转子铜损，而且无论转速高低 转差功率基本不变，因此效率更高，变极对数调速、变压变频调速属于此类。其中变极对数调速就是有级得，应用场合有限。只有变压变频调速应用最广，可以构成高动态性能得交流调速系统,取代直流调速；但在定子电路中须配备与电动机容量相当得变压变频器，相比之下,设 备成本最高。 5-2有一台三相四极异步电动机，其额定容量为5、5kW,频率为50Hz,在某一情况下运行自定子方面输入得功率为6、32kW,定子铜损耗为341W,转子铜损耗为237、5W,铁心损耗为167、5W,机械损耗为45W,附加损耗为29W试绘出该电动机得功率流程图，注明各项功率或损耗得值，并计算在这一运行情况下该电动机得效率、转差率与转速。 解:，因为, 由已知条件得电磁功率为，所以有 所以
《交直流调速系统系统课程设计》
《交直流调速系统》课程设计 一、性质和目的 自动化专业、电气工程及其自动化专业的专业课，在学完本课程理论部分之后，通过课程设计使学生巩固本课程所学的理论知识，提高学生的综合运用所学知识，获取工程设计技能的能力；综合计算及编写报告的能力。 二、设计内容 1.根据指导教师所下达的《课程设计任务书》课程设计。 2.主要内容包括： （１）根据任务书要求确定总体设计方案 （２）主电路设计：主电路结构设计（结构选择、器件选型、考虑器件的保护）、变压器的选型设计； （３）控制回路设计：控制方案的选择、控制器设计 （４）保护电路的选择和设计 （５）调速系统的设计原理图，调速性能分析、调速特点 3.编写详细的课程设计说明书一份。 三、设计内容与要求 1.熟练掌握主电路结构选择方法、主电路元器件的选型计算方法。 2.熟练掌握保护方式的配置及其整定计算。 3.掌握触发控制电路的设计选型方法。。 ４.掌握速度调节器、电流调节器的典型设计方法。 ５.掌握绘制系统电路图绘制方法。 ６.掌握说明书的书写方法。 四、对设计成品的要求 1.图纸的要求： 1）图纸要符合国家电气工程制图标准； 2）图纸大小规格化（例如：1＃图，2＃图）； 3）布局合理、美观。 2.对设计说明书的要求 1）说明书中应包括如下内容
①目录 ②课题设计任务书； ③调速方案的论证分析（至少有两种方案，从经济性能和技术性能方面进行分析论证）和选择； ④所要完成的设计内容 ⑤变压器的接线方式确定和选型； ⑥主电路元器件的选型计算过程及结果； ⑦控制电路、保护电路的选型和设计； ⑧调速系统的总结线图 系统电路设计及结果。 2）说明书的书写要求 ①文字简明扼要，理论正确，程序功能完备，框图清楚明了。 ②字迹工整；书写整齐，使用统一规定的说明书用纸。 ③图和表格不能徒手绘制。 ④附参考资料说明。
交流调速试题及答案
《交流调速》课程综合复习资料 一、选择题 1．以下生产生活设备中，重点强调调速的目的不是节能需要的是（）。 A．抽油机B．风机C．风扇D．泵类 2．恒压恒频正弦波供电时异步电动机的机械特性，当s接近1时，Te = f（s）是对称于原点的一段（）。 A．直线B．斜线C．双曲线D．对角线 3．晶闸管交-交变压变频器的最高输出频率约为电网频率的（）。 A．1/3～1/2 B．1/2～1 C．1～2倍D．2～3倍 4．PWM技术是指（）。 A．脉冲幅度调制B．脉冲频率调制C．脉冲宽度调制D．脉冲数量调制 5．通用变频器的检测环节包括（）。 A．电流检测B．温度检测C．电压检测D．以上都是 6．（）是恒磁通调速和弱磁调速的分界点。 A．基本频率B．最大频率C．跳跃频率D．起动频率 7．单相逆变器系统的输出电压能力取决于（）。 A．直流母线电压B．直流母线电流C．直流母线功率D．交流母线电压。 8．转速开环控制的变压变频系统中，通常在工作频率设定之后加一个（）限定环节。 A．频率B．电压C．频率变化率D．电压变化率 9．变频器交流输入电压降低会导致输出电压也降低，会影响电机的带负载能力的根源是（）。 A．气隙磁通变大B．气隙磁通变小C．转子磁通变大D．转子磁通变小 10．恒气隙磁通控制与恒压频比控制相比，最大转矩（）。 A．更小B．更大C．相同D．未知 11．三相逆变器系统的输出电压能力取决于（）。 A．直流母线电压B．PWM方式C．A和B D．A或B 12．转速闭环转差频率控制的变压变频调速系统，必须具有（）。 A．测压环节B．测速环节C．测流环节D．测功环节 二、简答分析题 1．坐标变换是矢量控制的基础，试分析交流电动机矢量变换的基本概念和方法。 U、电源2．简述异步电动机变压变频调速的基本控制方式，说明基频以下和基频以上，定子电压 s
(完整版)运动控制考试复习题
一、填空题 1、控制系统的动态性能指标是指跟随指标和抗扰指标，而调速系 统的动态指标通常以抗扰性能指标为主 2、直流电机调速方法有变压调速、电枢串电阻调速和弱磁调速。异 步电动机调速方式常见有6种分别是：降压调速、差离合调速、转子串电阻调速、串级调速和双馈电动机调速、变级调速、变压变频调速。其中转差率不变型有：变级调速、变压变频调速，只有变压变频应用最广，可以构成高动态性能的交流调速系统。 同步电动机按频率控制方式不同分为：他控式变频调速和自控式变频调速。（变电阻调速：有级调速。变转差率调速：无级调速。调压调速：调节供电电压进行调速） 按按转差功率可以怎么划分电动机:转差功率消耗型、转差功率不变型、转差功率馈送型 3、对于异步电动机变压变频调速，在基频以下，希望维持气隙磁 通不变，需按比例同时控制定子电压和定子频率，低频时还应当抬高电压以补偿阻抗压降，基频以下调速属于恒转矩调速； 而基频以上，由于电压无法升高，只好仅提高定子频率而迫使磁通减弱，相当直流电动机弱磁升速情况，基频以上调速属于恒功率调速。 4、对于SPWM型逆变器，SPWM的含义为正弦波脉宽调制，以正弦波 作为逆变器输出的期望波形，SPWM波调制时，调制波为频率和期望波相同的正弦波，载波为频率比期望波高得多的等腰三角波，SPWM型逆变器控制方式有同步调制、异步调制、混合调制。
SPWM 型逆变器的输出的基波频率取决于正弦波。SPWM 控制技术 包括单极性控制和双极性控制两种方式。 5、调速系统的稳定性能指标包括调速范围和静差率 6、供变压调速使用的可控直流电源有：旋转交流机组（G-M 系统）、静止式可控整流器（V-M 系统）与直流斩波器（PWM-M 系统）或脉宽调制变换器。 7、典型 I 型系统与典型 II 型系统相比, 前者跟随性能好、超调小，但抗扰性能差。 典型I 型系统和典型Ⅱ型系统在稳态误差和动态性能上有什么区别？ 答：稳态误差：对于典型I 型系统，在阶跃输入下，稳态时是无差的；但在斜坡输入下则有恒值稳态误差，且与K 值成反比；在加速度输入下稳态误差为∞ 。对于典型II 型系统，在阶跃和斜坡输入下，稳态时均无差；加速度输入下稳态误差与开环增益K 成反比。 动态性能：典型 I 型系统在跟随性能上可以做到超调小，但抗扰性能稍差；典型Ⅱ型系统的超调量相对较大，抗扰性能却比较好。 8、数字测速中,T 法测速适用于低速,M 法测速适用于高速。 9、PI 调节器的双重作用是指：一是比例部分加快动态进程；二是积 分部分最终消除偏差。 10、 直流调速系统的理论依据φ e n C R I U d d -= ，交流调速系统的理论依据)1(60n s p f -=。 11、交-直-交电压型变频器的主要电路基本组成为整流器、直流平滑电路、逆变器。 12、在交-直-交逆变器中，直流侧所用滤波元件为大电容，因而直流电压波形比较平直，在理想情况下是一个内阻为零的恒压源，成
交流调速系统 与变频器应用(课程设计)
河南机电高等专科学校课程设计报告书 课程名称：《交流调速系统与变频器应用》课题名称：造纸机同步控制系统设计 系部名称：自动控制系 专业班级： 姓名： 学号： 1 2014年12月25日
目录 一、造纸机同步控制系统的设计目的 (1) 二、系统的设计要求 (1) 三、造纸机同步控制系统的系统图 (1) 四、控制系统电气原理图 (3) 五、软件设计 (4) 六、程序调试 (5) 七、力控组态及调试 (7) 八、心得与体会 (8) 附录一参考文献 (9) 附录二程序清单 (10)
一、造纸机同步控制系统的设计目的 设计四台电机构成的变频调速同步控制系统：四台电机速度可以同步升降，也可以微调，1#电机微调其他电机同步微调，2#电机微调1#不同步微调，其他电机须同步微调，3#电机微调1#和2#不同步微调，4#电机同步微调，4#电机微调，其他电机均不同步微调。 二、系统的设计要求 1、采用西门子S7-200PLC和MM440变频器。 2、设有启动/停止按钮和速度同步升/降旋钮。 3、每台电机设有选择开关和升/降微调旋钮。 4、采用力控组态软件进行远程控制 三、造纸机同步控制系统的系统图
单相AC 220V 图一、造纸机同步控制系统图 1）就地控制：即外部端子控制，把200PLC程序下载到PLC中，通过外部端子来实现电机的启停，同步增减和微调增减。 2）远程控制：即组态控制，把PLC与力控通过PPI电缆连接，通过组态界面上设置的按钮，开关，速度仪表实现速度的调节。
四、控制系统电气原理图 1)原理图 2）I/O分配图
五、软件设计 控制系统的软件设计基于以下原则： 1）程序模块化、结构化设计、其中负荷分配、速度增减、初始化、紧纸、速比计算、校验、数据发送、接收等功能由子程序完成，这样结构程序较为简洁。2）程序采用循环扫描的方式对传动点进行处理，简化程序，提高程序执行效率。3）采用中断子程序进行数据的发送、接收；确保数据准确快速的传输。 4）必要的软件保护措施，以免造成重大机械损害。该程序通用性强，可移植性好，使用不同的变频器时，只需要进行相应协议的格式定义，即对数据发送、接收、校验程序作相应修改即可满足纸机运行的需要。
交流调速复习题及答案
1.直流调速有哪几种调速方案？各有什么特点？ 电枢串电阻调速转速变化率大，轻载很难得到低速，效率低。 降电源电压调速电动机机械特性硬度不变，低速运行时转速随负载变化幅度较小稳定性好 弱磁调速励磁回路所串电阻消耗功率较小连续调节其阻值可实现无级调速 2.单闭环直流调速系统中，比例，比例积分调节各有什么特点？ 比例调节响应快，但无法消除系统存在的静差。 比例积分调节稳态精度高，动态响应快，无静差系统 3.为什么在直流调速系统中，要加入电流截止负反馈？ 直流调速系统中电流截至负反馈的作用：当电流增加到一定程度时它可以把该电流输入引入到系统的输入端，从而减小了加强电流使电机安全加速。 4.转速，电流双闭环调速系统中，基本工作原理是什么？起动，稳态工作时有什么特点？ 工作原理：起动时加入给定电阻，速度环和电流环以饱和限幅值输出，使电动机以限定的最大起动电流起动，直到电动机转速达到给定转速并在出现超调后速度环和电流环退出饱和最后稳定在略低于给定转速下运行。 。起动时，速度环相当于开环，电流环恒值。稳态时，速度环恒值，电流环随动。 5.交流调速，按转速公式·转差功率分类，各有哪几种调速方式？ 按转速公式 1.变极调速2.变频调速3.变转差率调速 按转差功率 1.转差功率不变型（变频·变极）2.转差功率回馈型（串级调速）3.转差功率消耗型（调压调速） 4.滑差电机调速(转自串电阻调速) 6.电力电子器件常用的换流方式有哪几种？ 电网电压自然换流负载换流强迫换流 8，异步电动机变频调速时，如果只从调速角度出发，仅改变频率f1是否可行？为什么？在实际应用中同时还要调节u1，否则会出现什么问题？ 不可行，当其频率在低频时，对于异步电动机其定子电阻不可忽略，所以定子电阻所分得的电压也不能忽略，若要使U1/f1=c,则必须在调节f1的同时调节U1否则会产生过励磁和欠励磁现象。 9.异步电动机的变频调速时，常用的控制方式有哪几种/他们的基本思想是什么？ 1，保持u1/f1恒定，2，E1/f1=c恒磁通控制方式，3恒流控制方式4，恒功率控制方式。 基本思想：1.用易于测量和控制的定子输入相电压取代电动势从而保持u1/f1近似恒磁通2.保持磁通&m不变，从而保持E/f1比值不变.
交流调速系统复习题(郑剑)
《交流调速系统》复习题 不断地耕耘，献出我们的心血与智慧！ 一、填空题 1、生产机械要求电动机提供的最高转速和最低转速之比被称为调速范围，用字母D表示。 2、交流调速系统的应用领域主要有3个方面，分别是一般性能的节能调速和按工艺要求调速、高性能的交流调速系统和伺服系统、特大容量与极高转速的交流调速。 3、按照交流异步电机的原理，从定子传入转子的电磁功率可分为两部分，一部分是拖动生产机械的有效功率，称作机械功率；另一部分是传输给转子电路的转差功率，与转差率成正比。 4、按电动机能量转换类型分类，交流调速系统可分为转差功率消耗型、转差功率馈送型、转差功率不变型。 5、按电动机调速方法分类，常见的交流调速方法有变极对数调速、变压变频调速、降电压调速、转差离合器调速、转子串阻调速、绕线式电机串级调速等。 6、调压调速即通过调节通入异步电动机的三相交流电压大小来调节转子转速的方法。理论依据来自异步电动机的机械特性方程式。 7、异步电动机调压调速的方法一般有四种：自耦调压器、饱和电抗器、晶闸管交流调压器、全控新型调压器。 8、对于绕线式异步电动机，可以在其转子回路串入电阻来减小电流，从而减小电磁转矩，进而减小转速。 9、所谓“双馈”，就是指把绕线转子异步电机的定子绕组与交流电网连接，转子绕组则与其他含电动势的电路连接，使它们可以进行电功率的相互传递。 10、在双馈调速工作时，除了电机定子侧与交流电网直接连接外，转子侧也要与交流电网或外接电动势相连，从电路拓扑结构上看，可认为是在转子绕组回路中附加一个交流电动势。 11、在异步电机转子回路中附加交流电动势调速的关键就是在转子侧串入一个可变频、可变幅的电压。对于只用于次同步电动状态的情况来说，比较方便的办法是将转子电压先整流成直流电压，然后再引入一个附加的直流电动势，控制其幅值，就可以调节异步电动机的转速。 12、串级调速装置是指整个串级调速系统中除异步电动机以外为实现串级调速而附加的所有功率部件，包括转子整流器、逆变器、逆变变压器。 13、电气串级调速系统具有近似恒转矩的机械特性。机械串级调速系统具有近似恒功率的机械特性。 14、串级调速系统与转子自然接线相比，最大拖动转矩减少到原来的82.6%，即异步电动机的过载能力损失17%左右。
双闭环交流调速系统课程设计
皖西学院 课程设计任务书 系别：机电学院 专业：10电气 课程设计题目：双闭环串级交流调速控制系统设计学生姓名：诚学号：2010010694 起迄日期: 6 月17日~ 6 月28日课程设计地点:电机与拖动控制实验室 指导教师:世林 下达任务书日期: 6 月17日
摘要 本设计介绍了交流调速系统的基本概况及其研究意义，同时提出了本设计所要研究解决的问题，接着对系统各部分所需元器件进行比较选择并进行总体设计，最后采用工程设计方法对双闭环交流调速系统进行辅助设计，进行参数计算和近似校验。 在调节器选择方面，本设计选择的PI调节器，使得线路大为简化，且性能优良、调试方便、运行可靠、成本降低。触发电路则采用一种新型高性能集成移相触发器（MC787）设计的触发电路，它克服了分立元件缺点，抗干扰性优良，具有输入阻抗高、移相围宽、装调简便、使用可靠、只需一片MC787就可以完成三相相移功能，使用效果较好。 目录
1 绪论 (3) 1.1研究交流调速系统的意义 (3) 1.2本设计所做的主要工作 (3) 2 交流调速系统 (3) 2.1交流电机常用的调速方案及其性能比较 (3) 2.2三相交流调压调速的工作原理 (4) 2.3双闭环控制的交流调速系统 (5) 2.3.1转速电流双闭环调速系统的组成 (6) 2.3.2 稳态结构图和静特性 (6) 3 电路参数计算 (9) 3.1系统主电路的参数计算....................................................... .9 3.2根据系统方块图进行动态计算 (9) 3.3调节器的设计参数计算 .................................................. . (11) 3.3.1 电流调节器的参数计算 ................................................ .12 3.3.2 转速调节器的参数计算................................................ .14 4 控制系统硬件电路设计..................................................... .16 4.1调节器的选择和调整 . (16) 4.2触发电路的设计 (16) 4.3串级调速系统设计 (18) 4. 4双闭环系统设计........................ (19) 5 仿真........................................ .. (21) 6设计体会 (22)
基于PLC的变频调速系统设计课程设计之令狐文艳创作
《电气控制与PLC》课程设计说明书 令狐文艳 基于PLC的变频调速系统设计 The variable frequency speed regulation system based on PLC design 学生姓名 学生学号 学院名称 专业名称电气工程及其自动化 指导教师 2013年12月1日
摘要 本文主要介绍了研究和设计的基于可编程控制器的变频调速系统的成果，在本次的设计中，我的设计系统主要由PLC、变频器、电动机等几部分组成。经过本次设计和研究，使我对所有器件有了新的认识，尤其对PLC有了更多的了解：PLC是能进行行逻辑运算，顺序运算，计时，计数，和算术运算等操作指令，并能通过数字式或模拟式的输入输出，控制各种类型的机械或生产过程的工业计算机。首先我们查阅各个器件的资料，先对其有个明确的认识，然后通过老师的指点明白了整个系统的大概工作原理框图后，通过学习资料与老师指点将硬件设备连接成功。本文综合应用电子学与机械学知识去解决基于可编程控制器的变频调速系统，本次设计选用三相异步交流电机，而 PLC和交流电机无论在工业还是生活中都是应用最广，因此本次设计具有相当的实用价值。 关键词PLC；变频器；电动机；调速
目录 1 引言1 1.1 概述1 1.2设计内容1 2 系统的功能设计分析和总体思路2 2.1 系统功能设计分析2 2.2 系统设计的总体思路2 3 PLC和变频器的选择3 3.1PLC的概述3 3.1.1 PLC的基本结构3 3.1.2 PLC的工作原理5 3.1.3PLC的型号选择6 3.2变频器的选择和参数设置6 3.2.1 变频器的选择6 3.2.2 变频调速原理7 3.2.3 变频器的工作原理8 3.2.4 变频器的快速设置8 4 开环控制设计及PLC编程9 4.1 硬件设计9 4.2 PLC软件编程10 4.2.1设计步骤10 4.2.2系统流程框图10 4.2.3 程序的主体11 4.2.4 控制程序T形图11 5 PLC系统的抗干扰设计17 5.1 变频器的干扰源17 5.2 干扰信号的传播方式17 5.3 主要抗干扰措施18 5.3.1 电源抗干扰措施18 5.3.2 硬件滤波及软件抗干扰措施18 5.3.3 接地抗干扰措施18 结论与心得19 参考文献20 附录21
交流调速答案
1.异步电动机从定子传入转子的电磁功率 Pm 中，有一部分是与转差成正比的转差功率 Ps ，根据对 Ps 处理方式的不同，可把交流调速系统分成哪几类？并举例说明。 答：从能量转换的角度上看，转差功率是否增大，是消耗掉还是得到回收，是评价调速系统效率高低的标志。从这点出发，可以把异步电机的调速系统分成三类。转差功率消耗型调速系统：这种类型的全部转差功率都转换成热能消耗在转子回路中，降电压调速、转差离合器调速、转子串电阻调速属于这一类。在三类异步电机调速系统中，这类系统的效率最低，而且越到低速时效率越低，它是以增加转差功率的消耗来换取转速的降低的（恒转矩负载时）。可是这类系统结构简单，设备成本最低，所以还有一定的应用价值。 转差功率馈送型调速系统：在这类系统中，除转子铜损外，大部分转差功率在转子侧通过变流装置馈出或馈入，转速越低，能馈送的功率越多，绕线电机串级调速或双馈电机调速属于这一类。无论是馈出还是馈入的转差功率，扣除变流装置本身的损耗后，最终都转化成有用的功率，因此这类系统的效率较高，但要增加一些设备。转差功率不变型调速系统：在这类系统中，转差功率只有转子铜损，而且无论转速高低， 转差功率基本不变，因此效率更高，变极对数调速、变压变频调速属于此类。其中变极对数调速是有级的，应用场合有限。只有变压变频调速应用最广，可以构成高动态性能的交流调速系统，取代直流调速；但在定子电路中须配备与电动机容量相当的变压变频器，相比之下，设备成本最高。 2.转速闭环转差频率控制的变频调速系统能够仿照直流电动机双闭环系统进行控制，但其动静态性能却不能完全达到直流双闭环系统的水平，这是为什么？ 答：它的静、动态性能还不能完全达到直流双闭环系统的水平，存在差距的的原因有以下几个方面： （1）在分析转差频率控制规律时，是从异步电机稳态等效电路和稳态转矩公式出发的，所谓的“保持磁通Φm恒定”的结论也只在稳态情况下才能成立。在动态中Φm如何变化还没有深入研究，但肯定不会恒定，这不得不影响系统的实际动态性能。 （2）Us = f(ω1 , Is)函数关系中只抓住了定子电流的幅值，没有控制到电流的相位，而在动态中电流的相位也是影响转矩变化的因素。 （3）在频率控制环节中，取ω1 = ωs + ω，使频率得以与转速同步升降，这本是转差频率控制的优点。然而，如果转速检测信号不准确或存在干扰，也就会直接给频率造成误差，因为所有这些偏差和干扰都以正反馈的形式毫无衰减地传递到频率控制信号上来了。 3.对于恒转矩负载，为什么调压调速的调速范围不大？电机机械特性越软调速范围越大？ 答：带恒转矩负载工作时，普通龙型异步电动机降压调速时的稳定工作范围为0 交直流调速系统课程设计说明书 转速、电流双闭环控制直流调速系统设计 院部：电气与信息工程学院 学生姓名：李旭 指导教师：李建军老师 专业：自动化 班级：自本1001 完成时间：2013年12月 摘要 转速、电流双闭环控制直流调速系统的性能很好，具有调速范围广、精度高、双闭环调速系统中设置了两个调节器，即转速调节器（ASR）和电流调节器（ACR），分别调节转速和电流。本文对直流双闭环调速系统的设计进行了分析，对直流双闭环调速系统的原理进行了一些说明，介绍了其主电路、检测电路的设计，详细介绍了电流调节器和转速调节器的设计以及一些参数的选择和计算，使其满足工程设计参数标准。 关键词：直流双闭环调速系统电流调节器转速调节器 ABSTRACT Speed and current double closed-loop control dc speed control system performance is very good, has a wide speed range, high accuracy, good dynamic performance and the advantages of easy to control, so has been widely used in the electric drive system. Dc double closed loop speed regulation system set up two regulator, speed regulator (ASR) and current regulator (ACR), adjusting the rotational speed and current respectively. In this paper, the design of dc double closed loop speed regulation system is analyzed, the principle of dc double closed loop speed regulation system with some instructions, introduces the design of main circuit, detection circuit, the design of the current regulator and speed regulator is introduced and some parameters selection and calculation, to make it satisfy the standard of engineering design parameters. Keywords: current regulator dc double closed loop speed regulation system of speed regulator 二、交流调速系统 问题2-1：交流调速技术引起人们广泛重视的原因是什么? 交流电动机优点，20世纪30年代，交流调速系统存在问题，70年代电子技术发展，高性能交流调速技术的不断涌现：矢量变换控制、直接转矩控制、无速度传感器控制系统、数字化技术等，非线性解耦控制、人工神经网络自适应控制、模糊控制等新的控制策略不断推进。 问题2-2：简述异步电机的工作原理。 三相异步电动机的定子通入对称三相电流产生旋转磁场 → 与静止的转子有相对运动 → 产生感应电动势 →转子导体有感应电流 → 转子导体带电导体在磁场中受电磁力的作用 → 两边同时受到电磁力的作用，产生电磁力矩 →转子转动 → 带动生产机械运动。 问题2-3：设异步电动机运行时，定子电流的须率为f 1，试问此时定子磁势F1、转子磁势F2是多少？请画出异步动电机的等效电路，并按频率折算(折算前后磁动势不变)和绕组折算(折算前后电机内部的电磁性能和功率不变)对相关参数进行折算，最后得出T 形效电路。 问题2-4：请写出异步电动机的电磁关系。 定子输入功率： P 1= P m + P cu1+ P fe 定子铜耗：P cu1=3I 12R 1 定子铁耗： P Fe = P Fe1=3I 12R 1 转子铜耗：P cu2=3I’22R’2 电磁功率： P m = P out + P cu2 机械损耗：P s 附加损耗： P’f 轴上输出功率： P out = P 2 + P s + P’f 输出功率： P 2 问题2-5：常用的异步电动机调速有哪些？哪些属于转差功率消耗型？哪些属于 转差功率不变型？哪些属于转差功率回馈型？ ① 异步电动机调速方法有：降电压调速、绕线式异步电机转子串电阻调速、串级调速、变极调速、变频调速等。② 降电压调速、绕线式异步电机转子串电阻调速属于转差功率消耗型 ③ 串级调速属于转差功率回馈型 ④ 变极调速、变频调速属于转差功率不变型。 问题2-6：变极调速方法对笼型与绕线式电动机是否都适用，为什么? 变极调速只适合于本身具备改变极对数的笼型电动机（双速电动机、三速和四速电动机），它们可以通过改变极对数是用改变定子绕组的接线方式来完成调速，绕线式电动机一般采用转子传电阻或串级调速。 问题2-7：采用改变电动机极对数的方法调速时，改变极对数时，是否只需改变定子输入功率P 1 输出功率P 2 效率= 《电机与调速》课程复习、练习题 一、填空题 1、他励直流电动机的固有机械特性是指在U=U N、Φ=ΦN、电枢回路不串电阻 的条件下，转速n 和电磁转矩Tem 的关系。 2、直流电动机调速多采用两种方式结合的方法，即额定转速以下调速采用恒转矩 调速方法，而额定转速以上调速采用恒功率调速方法，同时要兼顾到电动机运动部件的机械强度和换向条件和电压等级。 3、为了使直流电机正、负电刷间的感应电动势最大，只考虑励磁磁场时，电刷应放置在 几何中性线上。 4、自励式直流电动机按励磁方式分为并励式；串励式；复励式这几类。 5、直流电动机拖动恒转矩负载进行调速时，应采用恒转矩速方法；拖动恒功率负载进行 调速时，应采用恒功率调速方法。 ` 6、已知直流电动机的额定数据为：P N=160KW，U N= 220V，n N=850r/min，ηN=90﹪则电动机的输入功率P1= 178KW ，额定电流IN=808A 。 7、可用下列关系来判断直流电机的运行状态：当Ea 一、总体设计概述 本设计基于8051单片机为主控芯片，霍尔元件为测速元件， L298N为直流伺服电机的驱动芯片，利用 PWM调速方式控制直流电机转动的速度，同时可通过矩 阵键盘控制电机的启动、加速、减速、反转、制动等操作，并由LCD显示速度的变化值。 二、直流电机调速原理 根据直流电动机根据励磁方式不同，分为自励和它励两种类型，其机械特性曲线有所不同。但是对于直流电动机的转速，总满足下式： 式中U——电压； Ra——励磁绕组本身的内阻； ——每极磁通（wb ）; Ce——电势常数； Ct——转矩常数。 由上式可知，直流电机的速度控制既可以采用电枢控制法也可以采用磁场控制法。磁场控制法控制磁通，其控制功率虽然较小，但是低速时受到磁场和磁极饱和的限制，高速时受到换向火花和换向器结构强度的限制，而且由于励磁线圈电感较大，动态响应较差，所以在工业生产过程中常用的方法是电枢控制法。 电枢控制法在励磁电压不变的情况下，把控制电压信号加到电机的电枢上来控制电机的转速。传统的改变电压方法是在电枢回路中串连一个电阻，通过调节电阻改变电枢电压，达到调速的目的，这种方法效率低，平滑度差，由于串联电阻上要消耗电功率，因而经济效益低，而且转速越慢，能耗越大。随着电力电子的发展，出现了许多新的电枢电压控制法。如：由交流电源供电，使用晶闸管整流器进行相控调压；脉宽调制（PWM）调压等。调压调速法具有平滑度高、能耗低、精度高等优点，在工业生产中广泛使用，其中PWM应用更广泛。脉宽调速利用一个固定的频率来控制电源的接通或断开，并通过改变一个周期内“接通”和“断开”时间的长短，即改变直流电机电枢上的电压的“占空比”来改变平均电． 压的大小，从而控制电动机的转速，因此，PWM又被称为“开关驱动装置”。如 果电机始终接通电源是，电机转速最大为Vmax，占空比为D=t1/t，则电机的平均转速：Vd=Vmax*D，可见只要改变占空比D，就可以调整电机的速度。平均转 速Vd与占空比的函数曲线近似为直线。 三、系统硬件设计 《现代电机控制技术》复习题 1. 试以“磁场”和“Bli ”的观点，阐述电磁转矩生成的原因和实质。 答：P10 2. 任意波形的定子电流通入相绕组后能否产生基波磁动势？为什么？ 答：P22 3.试论述三相感应电动机各磁链矢量σψs 、g ψ、s ψ、σψr 、和r ψ的物理含义， 指出它们之间的联系和区别，并写出相应的磁链方程。 答：P31 4.为什么可以采用空间矢量理论来分析电动机的动态控制问题？矢量控制的含义是什么？ 答：P41 5.为什么在转子磁场作用下，转子笼型绕组会具有换向器绕组的特性？ 答：P50 6.什么是磁场定向？为什么在基于转子磁场的矢量控制中，一定要先将MT 轴系沿转子磁场方向进行磁场定向？ 答：P52，P61 7.试论述电动机参数变化对直接和间接磁场定向的影响。 答：P69,P70,P71，P73 8.基于气隙磁场定向和基于定子磁场定向的矢量控制与基于转子磁场定向的矢量控制比较，有什么本质的不同？ 答：P95 9.PMSM 的磁场定向指的是什么？为什么PMSM 的转子磁场定向相对三相感 应电动机的转子磁场定向要容易得多？ 答：P116 10.对于面装式PMSM，是怎样将其变换为一台等效的直流电动机的？ 答：P114 11.试论述弱磁控制的基本原理和控制方式。 答：P115，P122 13.为什么说PMSM矢量控制是一种自控式的控制方式？矢量控制会不会发生失步现象？为什么？ 答：P117 14.试论述直接转矩控制的基本原理。 答：P139 15.除了定子磁链和转矩会计外，滞环比较控制是否还利用了电动机数学模型，这有什么好处？ 答：P143 16.电动机转速大小对直接转矩控制有什么影响？为什么？ 答：P146 17.为什么直接转矩控制是一种非线性控制？为什么通常选择滞环比较控制方式？这种控制方式有什么优点和不足？ 答： 18.直接转矩控制能否改变三相感应电动机固有的非线性机械特性？为什么？ 19.在直接转矩控制原理上，PMSM与三相感应电动机有什么共同之处？又有什么差别？ 20.直接转矩控制是非线性的，根本原因是什么？交直流调速系统课程设计(DOC)
交流调速部分-复习及习题解答
电机与调速.题(答案)
基于单片机的直流电机调速系统的课程设计
交流电机调速复习题